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History of optics History of optics History of optics History of optics History of optics 课程考核 作业 10％ 接受订正 考勤 10% 考试 80％ （开卷） * 信 息 光 学 ? 讲义：《信息光学》作者 苏显渝 ，李继陶 科学出版社 60课时 主讲：王克逸 kywang@ustc.edu.cn TP:3606184 3601472 辅导：郝鹏 ? 要求背景知识： （1） 普物光学 （2） 数理方法 参考书： 1.???? 从波动光学到信息光学 ，宋菲君，科学出版社 高级科普读物，适合于光学背景弱或想尽快了解信息光学全貌。可提高学习趣味; 2.???? 近代光学信息处理 ，宋菲君，北京大学出版社 ; 3. J.W.Goodman,Introduction to Fourier Optics,Mcgraw- Hill,New York,1968. A.W.罗曼著 （虞祖良、金国藩）; 4. 光学信息处理，清华大学出版社，1987; 5. [美]杨振寰著（母国光、羊国光、庄松林译） 光学信息处理，南开大学出版社，1986; 6. 麦伟麟著,光学传递函数及其数理基础，国防工业出版社，1979。 信息光学的发展 光学发展经历了几百年 几何光学 波动光学 惠更斯(Chistain Huygens 1629-1695) 菲涅耳(Augustin Jean Fresnel 1788-1827) 夫琅禾费 麦克斯韦 ―――电磁波 爱因斯坦 ―――光量子 已形成了完整的理论体系以及与理论配套试验方法。 信息光学经历40年的发展，已形成较为完整的学科。 信息光学产生于三件大事 ( 1 ) 1948年全息术诞生，获得全息图； （ 2）1955年提出“光学传递函数”概念，用于评价光学镜头 质量； ( 3 ) 1960年激光器诞生，出现了有高度相干性的光源。 构成了信息光学的基础。而透镜的傅里叶变换效应则 构成了信息光学的理论框架。 信息光学研究物体的衍射行为规律，标量衍射理论是本课的理论基础。该理论有其特定的适用范围（空间上）。包括菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射。? 傅里叶光学是一个体系完整的学科。有完整的数学描述， 表达式中各部分有明确的物理意义。 该理论要求接收面离物较远z?. 在近距离（～ ?）上，光与物质相互作用可用矢量衍射理论或电磁场理论处理。例如BPM、FDTD法。在以后的微光学课程中介绍。 在信息光学中，从“空域”“空间坐标系”观念对图像的描述过渡到用“频域”或“频率坐标系”描述。开辟了新天地。由传统的波动光学，在引入傅里叶变换后，形成了新的学科――信息光学（或傅里叶光学）。 ? 光学信息处理特点是 高度并行、大容量、高速。 （1） 透镜的傅里叶变换特性 可视为模拟计算机（与数字计算机类比） （2） 全息记录、读取过程是整页进行 （3） 图像处理、图像识别 ? 本课重点讲授 一、二、三、五、八、九、十章 ? 本课学完后可以对光学现象有一个新认识。 1．???? 衍射场计算； 2．???? 透镜成像本质； 3．???? 显微镜分辨本领，改进方法。新成像技术；共焦、 近场、相位显微镜… ； 4．?? 图像处理原理, ???? 图像识别； 5．???? 光学传感器（指纹识别）； 6．???? 理解高级光学仪器原理； 遥感技术――――成像光谱仪 工业检测――――细丝测量 军事技术――――相关器 科研仪器――――傅里叶变换光谱仪、光学显微镜 日常生活――――相机使用 当前信息光学的前沿课题有：(王大绗） （1）图像特征信息的提取，在大量图像信息中选择所需要 的信息，排除冗余的信息，以便于传输和识别； （2）利用光学或光电手段，实现图像识别； （3）图像的智能化处理，例如对图像信息的相关、联想以 及综合处理等； （4） 图像处理的实时化； （5）多维并联的光学或光电计算机； （6）光学信息仿生学，研究动物和人的视觉及神 经网络 系统等。 这都说明信息光学的发展正处于方兴未艾阶段